MBD环境下的三维机加工艺设计技术

    (7)检验信息

    

    指完成该步加工所要保证的主要尺寸信息。

    

    (8)序号

    

    指一个工序中不同工步的先后顺序。此栏框格内容为数字，用“①，②，③”等表示，当仅有一个工步时，“①”可省略，工步序列号栏框格也将不显示。

 

    4 三维机加工艺信息标注规范

   

    借鉴GB/T 24734. 10-2009《技术产品文件数字化产品定义数据通则第10部分：几何公差的应用》中几何公差的标注要求，制定了三维机加工艺信息标注规范。

    

    (1)标注面

    

    若加工表面为平面，则标注面应与应用表面垂直；若加工表面为球面、圆柱面、圆锥面或回转面，则其标注符号应位于包含模型特征的轴线或球}L"的标注面内。

    

    (2)相关性查询

    

    三维工艺信息标注符号与加工特征相关联，当选中三维工艺信息标注符号时，其关联的加工特征应采取高亮或以能区别于视图中其他特征的方式进行显示。当选中加工特征时，相关联的三维工艺信息标注符号应高亮或以能区别于视图中其他标注的方式进行显示。

    

    (3)成组标注

    

    如果同一模型上的某个加工特征需要采用多次加工，则将多个工艺信息组合框格堆叠在一起使用，如图3所示。
 

 

图3 成组标注

 

    (4)限定区域

    

    如果机加工艺信息标注仅适用于限定要素，则应在模型上使用辅助几何来标出其限定区域。指引线应从标注引出，并指向该限定区域。如图4所示的限定区域需要磨削加工。

    

    (5)颜色的使用

    

    为了区分模型上的加工面与非加工面，对三维机加工艺标注相关联的加工特征进行着色，一般用红色表示加工面，棕色表示热处理表面，军绿色表示涂履表面。

 

 

图4 限定区域

 

    5 应用实例

    

    基于以上方法，以C++为开发语言，以VisualStudio 2005作为开发工具，利用Pro/Toolkit二次开发工具包对三维CAD软件Pro/E进行了二次开发，开发了三维机加工艺设计系统。三维机加工艺设计系统主要包括毛坯模型设计、工序设计、工序模型生成与标注、三维工艺发布四个模块。工艺设计人员在PLM系统中获取到工艺设计任务，启动三维机加工艺设计系统进行机加工艺设计。首先根据零件特点生成毛坯模型，图5所示为一盒体零件设计模型，该设计模型的毛坯模型就可以通过调用典型毛坯模型库中的方形毛坯进行参数化修改而获得，其毛坯尺寸为100X70X22；毛坯模型设计完成后，进行第一道工序的设计，定义工序和工步，然后生成本道工序的工序模型并标注，接着进行下一道工序设计并生成工序模型，直到最后一道工序为止。图5左侧为工艺设计完成之后形成的工艺模型树，包括设计模型、毛坯模型和工序模型，每个工序模型都继承自前一个工序模型，并参照设计模型进行本道工序模型的设计，从而保证设计发生变更时，各工序模型能够实现自动关联变更。通过二次开发，在Pro/E的主界面中增加了一个工艺结构树选项卡页，如图6所示，工艺结构树由工艺、工序和工步节点组成，当点击某一工序或工步节点时，能够将工序或工步对应的工序模型显示出来，并高亮显示本道工序或工步所要加工的特征，加工特征的工艺信息通过标注的方式直接展示在三维模型上，并与几何信息相关联，如图6中30工序的工序模型。
 

 

图5 工艺模型
 

 

图6 工艺结构树

 

    6 结束语

    

    本文研究了MBD环境下的三维机加工艺设计模式，结合《机械加工工艺信息三维标注规范》等三项机械行业标准的制定，构建了一种三维机加工艺信息标注符号，并给出了标注规范，该工艺信息标注符号在笔者开发的三维机加工艺设计系统中得到了应用。三维工艺设计的应用与推广是一个长期的过程，对工艺设计人员的要求比较高，设计工艺一体化将是改变该问题的有效途径，本文研究对企业实施和应用三维工艺信息系统具有一定的参考价值。

    

    目前，工序模型的生成一直是三维机加工艺设计的一个难点，也是一个瓶颈，因此，工序模型的快速生成技术将是笔者下一步的研究重点和方向。